[發(fā)明專利]地下水監(jiān)控系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810099095.1
• 申請(qǐng)日: 2008-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN101387199A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅納德·魯澤納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普拉德研究及開發(fā)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B47/04
• 分類號(hào): E21B47/04;G08C17/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 周少杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下水監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

為了確定地下水質(zhì)量和地下水水位，地下水監(jiān)控井被用來(lái)訪問(wèn)地下水。例如，傳感器系統(tǒng)能夠懸掛在地下水監(jiān)控井中以讀出、收集并且存儲(chǔ)關(guān)于由地下水監(jiān)控井訪問(wèn)的地下水的質(zhì)量和/或數(shù)量(例如，水位)的數(shù)據(jù)。典型地，傳感器系統(tǒng)通過(guò)線纜或電線懸掛在進(jìn)入地下水的地下水監(jiān)控井的鎖定井架(casing)中。通過(guò)從井收回傳感器系統(tǒng)并且直接將傳感器系統(tǒng)連接到計(jì)算機(jī)(如筆記本計(jì)算機(jī)、袖珍個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等)，從傳感器系統(tǒng)取回?cái)?shù)據(jù)。替代地，通信線纜可以從傳感器系統(tǒng)延伸到監(jiān)控井訪問(wèn)位置，使得來(lái)自傳感器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能夠通過(guò)到通信線纜的直接連接被取回到計(jì)算機(jī)。數(shù)據(jù)典型地被定期(例如每小時(shí)、每日、每月、每季、每年)取回。

然而訪問(wèn)這種地下水監(jiān)控井經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題。監(jiān)控井經(jīng)常位于遙遠(yuǎn)地區(qū)并且可能例如，由于洪水、潮涌、風(fēng)等導(dǎo)致的地形改變，或由于植被的改變而，難以發(fā)現(xiàn)。監(jiān)控井可能位于私人地產(chǎn)上，并且可能需要進(jìn)入該地產(chǎn)的批準(zhǔn)以訪問(wèn)監(jiān)控井。用于訪問(wèn)監(jiān)控井的鑰匙可能不容易地為承擔(dān)取回地下水?dāng)?shù)據(jù)的任務(wù)的人員可用。

考慮到這些問(wèn)題，已經(jīng)開發(fā)了采用無(wú)線通信方法學(xué)(例如全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM))、衛(wèi)星和射頻通信方法學(xué)的系統(tǒng)。然而由于各數(shù)據(jù)組只是周期性需要，所以這種系統(tǒng)典型地太昂貴而不能用于地下水監(jiān)控。此外，這種系統(tǒng)需要顯著的電力，而許多地下水監(jiān)控井位于具有很少或沒有接入電力的地區(qū)。

存在許多在本領(lǐng)域公知的地下水監(jiān)控系統(tǒng)井的設(shè)計(jì)，然而依然剩余大量缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，地下水監(jiān)控設(shè)備包括只在大約150米的范圍內(nèi)可操作來(lái)通信的無(wú)線通信設(shè)備和與無(wú)線通信設(shè)備可操作地相關(guān)聯(lián)的傳感器包。無(wú)線通信設(shè)備包括：天線、與天線耦合的射頻收發(fā)器、與射頻收發(fā)器耦合的處理器、以及電化學(xué)電池。電化學(xué)電池與傳感器包、處理器和射頻收發(fā)器電耦合。電化學(xué)電池能夠提供足夠的電力以在至少幾個(gè)月的時(shí)間段操作射頻收發(fā)器、傳感器包和處理器。

另一方面，地下水監(jiān)控系統(tǒng)包括只在大約150米的范圍內(nèi)可操作來(lái)通信的無(wú)線數(shù)據(jù)取回設(shè)備和地下水監(jiān)控設(shè)備。地下水監(jiān)控設(shè)備包括只在大約150米的范圍內(nèi)可操作的無(wú)線通信設(shè)備和與無(wú)線通信設(shè)備可操作地相關(guān)聯(lián)的傳感器包。無(wú)線通信設(shè)備包括：天線、與天線耦合的射頻收發(fā)器、與射頻收發(fā)器耦合的處理器、以及電化學(xué)電池。電化學(xué)電池與傳感器包、處理器和射頻收發(fā)器電學(xué)耦合。電化學(xué)電池能夠提供足夠的電力以在至少幾個(gè)月的時(shí)間段操作射頻收發(fā)器、傳感器包和處理器。無(wú)線數(shù)據(jù)取回設(shè)備和無(wú)線通信設(shè)備可操作來(lái)將數(shù)據(jù)從傳感器包通信到無(wú)線數(shù)據(jù)取回設(shè)備。

本發(fā)明提供顯著的優(yōu)點(diǎn)，包括：(1)遠(yuǎn)程記錄地下水?dāng)?shù)據(jù)的能力；(2)遠(yuǎn)程計(jì)劃用于地下水監(jiān)控傳感器的設(shè)置的能力；(3)提供地下水監(jiān)控設(shè)備，其在幾個(gè)月或幾年的時(shí)間段很少或不需要維護(hù)；(4)發(fā)現(xiàn)隱藏的地下水監(jiān)控井的能力；以及(5)提供地下水監(jiān)控設(shè)備，其能對(duì)未授權(quán)的人員隱藏。

附圖說(shuō)明

在權(quán)利要求中闡明了本發(fā)明的新穎特征特性。然而，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，參照以下詳細(xì)描述，本發(fā)明自身及其使用的優(yōu)選模式、進(jìn)一步的目標(biāo)和其優(yōu)點(diǎn)將被最好的理解，其中參考標(biāo)號(hào)中最左邊的有效數(shù)字表示其中各個(gè)參考標(biāo)號(hào)出現(xiàn)的第一幅圖，在附圖中：

圖1是與地下水監(jiān)控井可操作地相關(guān)聯(lián)的地下水監(jiān)控設(shè)備的說(shuō)明性實(shí)施例的程式化圖；

圖2是圖1的地下水監(jiān)控設(shè)備的通信設(shè)備的說(shuō)明性實(shí)施例的方塊圖；

圖3是圖1的地下水監(jiān)控設(shè)備的傳感器包的說(shuō)明性實(shí)施例的方塊圖；

圖4是地下水監(jiān)控系統(tǒng)的說(shuō)明性實(shí)施例的程式化圖；

圖5是圖1的多個(gè)地下水監(jiān)控設(shè)備和圖4的數(shù)據(jù)取回設(shè)備的程式化透視圖；

圖6是正由人操作的圖1的多個(gè)地下水監(jiān)控設(shè)備和圖4的數(shù)據(jù)取回設(shè)備的透視圖；

圖7是與車輛可操作地相關(guān)聯(lián)的圖4的數(shù)據(jù)取回設(shè)備的程式化側(cè)立面圖；以及

圖8是圖1的多個(gè)地下水監(jiān)控設(shè)備和圖4的數(shù)據(jù)取回設(shè)備的示例性網(wǎng)絡(luò)配置的圖形表示。

盡管本發(fā)明容許各種修改和替代形式，但是其特定實(shí)施例已經(jīng)通過(guò)附圖中的示例的方式顯示，并且在此詳細(xì)描述。然而應(yīng)該理解，此處的特定實(shí)施例的描述不意在將本發(fā)明限定于公開的特定形式，相反地，本發(fā)明涵蓋落入由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有修改、等價(jià)物和替代。

具體實(shí)施方式